Alumínio 5754: Composição, Propriedades, Guia de Têmpera e Aplicações

Visão Abrangente

5754 é um membro da série 5xxx de ligas de alumínio, da família Al‑Mg caracterizada pelo magnésio como principal elemento de liga. É comumente fornecido em formas manufaturadas e classificado sob as designações EN AW‑5754 e AA‑5754; seu teor de Mg (~2,6–3,6 wt%) o coloca entre as ligas comerciais não tratáveis termicamente de magnésio de maior resistência.

O fortalecimento do 5754 é obtido principalmente por meio de fortalecimento por solução sólida e encruamento, ao invés de tratamentos térmicos de precipitação. Como uma liga não tratável termicamente, suas propriedades são ajustadas por trabalho a frio e processamento termomecânico em vez de ciclos de solubilização/envelhecimento.

Características chave do 5754 incluem resistência elevada relativa ao alumínio puro comercial e muitas ligas das séries 3xxx e 1xxx, boa a muito boa resistência à corrosão em ambientes atmosféricos e marinhos, boa soldabilidade utilizando metais de adição Al‑Mg, e boa conformabilidade especialmente na condição recozida. Indústrias típicas que utilizam o 5754 são componentes de carroceria e estruturas automotivas, fabricação naval e offshore, vasos de pressão e aplicações gerais em chapas/placas onde são exigidos resistência, resistência à fadiga e desempenho anticorrosivo.

Engenheiros escolhem o 5754 em relação a outras ligas quando se busca um equilíbrio entre resistência moderada a alta, resistência confiável à corrosão e boa conformabilidade a frio, sem os custos ou restrições de processo de ligas tratáveis termicamente. Ele é frequentemente selecionado onde a soldagem é frequente e o teor elevado de magnésio proporciona maior resistência sem comprometer a durabilidade em ambientes marítimos.

Variantes de Têmpera

Têmpera	Nível de Resistência	Alongamento	Conformabilidade	Soldabilidade	Observações
O	Baixa	Alta (20–30%)	Excelente	Excelente	Recozido total, máxima ductilidade para conformação complexa
H111	Média	Moderado (12–20%)	Boa	Muito boa	Levemente encruado, comumente fornecido para uso geral
H22	Médio-Alta	Baixo (8–15%)	Regular a Bom	Muito boa	Condição quarto‑endurecida, equilíbrio entre resistência e conformabilidade
H24	Alta	Baixo-Moderado (6–12%)	Regular	Boa	Encruado e parcialmente estabilizado para resistência aumentada
H34	Alta	Baixo (4–10%)	Limitada	Boa	Encruamento mais intenso para aplicações que necessitam maior limite de escoamento

A têmpera altera o 5754 principalmente ao introduzir densidade de discordâncias através de deformação a frio (têmperas H) ou removendo esse encruamento na têmpera O. O recozimento na condição O proporciona a melhor desenformabilidade e conformabilidade para formas profundas e dobras complexas.

À medida que o encruamento aumenta, o limite de escoamento e a resistência à tração sobem, enquanto o alongamento e a dobrabilidade diminuem; a soldabilidade permanece geralmente boa entre as têmperas, mas o projeto de juntas deve considerar a ductilidade reduzida nas têmperas mais rígidas.

Composição Química

Elemento	Faixa %	Observações
Si	0,40 máx.	Impureza; baixo teor de silício ajuda a manter a ductilidade
Fe	0,40 máx.	Impureza típica; pode formar intermetálicos que afetam a conformabilidade
Mn	0,50 máx.	Controla a estrutura do grão e melhora resistência e resistência à recristalização
Mg	2,6–3,6	Elemento principal de fortalecimento, melhora resistência à corrosão e encruabilidade
Cu	0,10 máx.	Baixo teor para evitar redução de resistência à corrosão
Zn	0,20 máx.	Impureza menor; zinco em maior teor pode reduzir ductilidade
Cr	0,30 máx.	Microligante para controle da estrutura de grãos e limitação do crescimento de grão
Ti	0,15 máx.	Refinador de grão durante a fundição/processo de fusão
Outros (cada)	0,05 máx.	Limites em outros elementos traço para manter desempenho consistente

O magnésio é a principal alavanca de desempenho no 5754; sua concentração determina a resistência basal, a resposta ao encruamento e a resistência à corrosão por pite em ambientes cloretados. Manganês e cromo estão presentes em baixos níveis para refinar o tamanho do grão e estabilizar a liga durante o processamento termomecânico.

Limites baixos em cobre e ferro preservam a resistência à corrosão e ductilidade da liga, enquanto teores controlados de silício e titânio suportam comportamento consistente durante laminação e extrusão.

Propriedades Mecânicas

No comportamento à tração, o 5754 apresenta modo de fratura dúctil com bom alongamento uniforme em têmperas recozidas e alongamento progressivamente menor com o aumento do encruamento. O limite de escoamento e a resistência à tração máxima acompanham a têmpera: a condição O enfatiza alongamento e conformabilidade, enquanto as têmperas H proporcionam aumentos substanciais no limite de escoamento para aplicações estruturais. A dureza se correlaciona com a densidade de discordâncias gerada pelo trabalho a frio; a dureza Brinell aumenta notavelmente da condição O para H34, enquanto a resistência à fadiga beneficia-se da maior resistência basal, mas pode ser sensível ao estado superficial e à espessura.

O desempenho à fadiga do 5754 é favorável para ligas Al‑Mg quando comparado a purezas comerciais de menor resistência, já que o fortalecimento por solução sólida moderada melhora os limiares de iniciação de trinca. Os efeitos da espessura são significativos: chapas mais finas geralmente exibem resistência aparente maior devido à laminação a frio, e os limites de dobra/conformação mudam conforme espessura e têmpera. O acabamento superficial e tensões residuais de conformação ou soldagem também afetam materialmente a vida à fadiga.

Propriedade	O/Recozido	Têmpera Chave (H111/H22)	Observações
Resistência à Tração (UTS)	115–155 MPa	220–265 MPa	A UTS aumenta significativamente com o encruamento; valores variam conforme bitola e especificação do fornecedor
Limite de Escoamento (0,2% desvio)	35–65 MPa	125–170 MPa	O limite de escoamento cresce acentuadamente nas têmperas H; o projeto deve usar dados de têmpera certificados para fatores de segurança
Alongamento (A50mm)	20–30%	8–18%	Ductilidade reduz com têmpera; alongamento mínimo depende da espessura e processamento
Dureza (HB)	25–35 HB	60–85 HB	Dureza Brinell acompanha resistência e encruamento

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor	Observações
Densidade	2,66 g/cm³	Típica para ligas Al‑Mg manufaturadas; relevante para cálculo de massa e rigidez
Faixa de Fusão	~605–650 °C (sólido para líquido)	Faixa de fusão da liga; comportamento de fundição/solidificação controlado por elementos menores
Condutividade Térmica	~120–160 W/m·K	Inferior ao alumínio puro, mas ainda alta, útil para aplicações de gerenciamento térmico
Condutividade Elétrica	~28–36 % IACS	Reduzida em relação ao alumínio puro devido ao Mg; impacta projeto de condutores e considerações de EMI
Calor Específico	~900 J/kg·K	Semelhante a outras ligas de alumínio; útil para análise de transientes térmicos
Coeficiente de Dilatação Térmica	~23,5 ×10⁻⁶ /K	Coeficiente típico de expansão linear para projetos estruturais sob variação térmica

O 5754 preserva muitas das características térmicas e elétricas desejáveis do alumínio, ao custo de alguma perda de condutividade e estabilidade da condutividade devido à liga. Dados de densidade e expansão térmica são críticos para a união de materiais dissimilares e montagens de precisão onde movimentos térmicos diferenciados podem induzir tensões.

A faixa de fusão/solidus orienta processos de fabricação como brasagem e práticas de fusão; controle térmico cuidadoso é necessário para evitar fusão incipiente de fases secundárias e garantir microestrutura adequada para processamento manufaturado.

Formas de Produto

Forma	Espessura/Tamanho Típico	Comportamento de Resistência	Têmperas Comuns	Observações
Chapa	0,3–6,0 mm	Resistência varia com têmpera e redução por laminação	O, H111, H22, H24	Amplamente usada em painéis automotivos e convés marítimos
Placa	6–30 mm	Ductilidade menor, pode ser fornecida em têmperas H fortalecidas	H24, H34	Placa estrutural para vasos de pressão e armações
Extrusão	Diversas seções transversais	Resistência depende da têmpera após extrusão; encruamento utilizado	O, H111	Perfis para corrimãos, transportadores e seções estruturais
Tubo	0,5–10 mm de parede	Semelhante a chapa em comportamento; espessura de parede crítica para cargas de pressão	H111, H22	Tubos para trocadores de calor e linhas de fluido onde resistência à corrosão é necessária
Barra/Vara	Ø5–100 mm	Pode ser laminada/desenhada a frio para maior resistência	H111, H34	Componentes usinados, conexões e fixadores em ambientes sensíveis à corrosão

Chapas e bitolas finas são as formas de produto mais comuns e são otimizadas para estampagem profunda, rebatimento e hidroconformação nas condições O e têmperas leves H. Placas e extrusões são usadas onde se exigem seções mais resistentes; perfis extrudados podem ser fornecidos na condição O para conformação ou em têmperas encruadas para uso final.

Diferenças no processamento (laminação vs extrusão vs trefilação) influenciam a direcionabilidade do grão e a anisotropia; os projetistas devem considerar as propriedades direcionais para orientações críticas de dobra, estiramento e fadiga.

Graus Equivalentes

Norma	Grau	Região	Observações
AA	5754	EUA	Designação da American Aluminum Association para liga forjada
EN AW	5754	Europa	Designação EN; frequentemente referenciado como AlMg3.5 nas normas europeias de material
JIS	A5754	Japão	Norma Industrial Japonesa utiliza nomenclatura A5754 para composição similar
GB/T	AlMg3.5	China	Norma chinesa frequentemente lista a liga pelo teor nominal de Mg como AlMg3.5

A equivalência entre normas é funcional, mas não absoluta; faixas nominais de composição e impurezas permitidas podem variar ligeiramente entre certificados de fornecedores e normas regionais. Essas pequenas diferenças podem influenciar os limites de conformabilidade, acabamento de superfície para anodização e propriedades mecânicas certificadas, portanto, chamadas de especificação e certificados de material devem ser revisados para componentes críticos.

Ao adquirir globalmente, engenheiros devem solicitar relatórios detalhados de ensaios químicos e mecânicos e estar atentos às definições de revenimento (ex.: os limites geométricos e de deformação do H111 podem ser interpretados de forma distinta em siderúrgicas de diferentes regiões).

Resistência à Corrosão

5754 apresenta excelente resistência à corrosão atmosférica e desempenho superior em ambientes marinhos e contendo cloretos quando comparado a muitas famílias de alumínio. O teor relativamente alto de Mg aumenta a suscetibilidade a corrosão localizada por pite se a superfície for danificada mecanicamente ou se ânions agressivos estiverem presentes sem revestimentos protetores; entretanto, quando protegido por filmes anodizados ou revestimentos, 5754 apresenta longa vida útil em exposições à água do mar.

A fissuração por tração sob corrosão (SCC) é geralmente baixa para 5754 em comparação a algumas ligas de alumínio de alta resistência, mas a sensibilidade a SCC aumenta com níveis maiores de magnésio e tensões residuais de tração provenientes de conformação ou soldagem. Projetistas devem mitigar riscos de SCC controlando concentrações de tensão, aplicando tratamentos pós-soldagem e utilizando revenimentos apropriados.

Considerações galvânicas são importantes: 5754 é catódico em relação a aços e metais mais nobres, e anódico em relação ao alumínio puro em algumas condições; isolamento adequado, ânodos sacrificiais ou revestimentos são necessários em conjuntos multimateriais. Em comparação à série 6xxx (Al-Mg-Si), 5754 oferece melhor resistência à corrosão localizada mas adesão de pintura inferior após anodização; comparado à série 3xxx (Al-Mn) apresenta maior resistência e resistência igual ou ligeiramente melhor a cloretos.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade

5754 é facilmente soldado por TIG, MIG/GMAW e soldagem por resistência utilizando consumíveis e parâmetros adequados. Ligas recomendadas para metal de adição em juntas comuns são 5356 ou 5183 (fundentes Al-Mg) para igualar a resistência do metal base e minimizar problemas galvânicos e corrosivos; evite ligas com alto teor de silício a menos que exigido por processos específicos. O risco de trincas a quente é relativamente baixo para esta família de ligas, porém os cordões podem apresentar ductilidade reduzida e amolecimento local na zona termicamente afetada; acabamento mecânico pós-soldagem e alívio de tensões podem ser necessários para peças críticas à fadiga.

Usinabilidade

A usinabilidade do 5754 é moderada a difícil em relação à série 6xxx devido à maior ductilidade e tendência ao encruamento. Ferramentas de metal duro com ângulo de ataque positivo, altos ângulos de cisalhamento e bons dispositivos de quebra-cavacos são recomendadas; velocidades de corte devem ser ajustadas para evitar aresta construída e controlar temperaturas da ferramenta. Acabamento superficial e formação de rebarbas podem ser controlados com ferramentas afiadas, refrigerante suficiente e avanço mínimo por dente; barras extrusadas e chapas pesadas podem exigir alívio de tensões prévio para melhor estabilidade dimensional.

Conformabilidade

A conformabilidade é excelente no estado totalmente recozido O, permitindo raios de dobra fechados e estiramentos profundos com recuperação elástica mínima. Raios mínimos típicos de dobra interna para chapas em O podem ser entre 1 a 2× a espessura do material para dobras simples, enquanto revenimentos H normalmente requerem 3 a 6× a espessura para evitar trincas. O trabalho a frio aumenta a resistência, porém reduz o alongamento; para operações complexas de estampagem planejear a sequência de conformação para aproveitar o estado O em trações maiores e usar encruamento leve para o acabamento final.

Comportamento ao Tratamento Térmico

Como liga não suscetível a tratamento térmico, 5754 não responde a tratamentos de solução e precipitação para aumento de resistência; ao invés disso, as propriedades mecânicas são controladas por trabalho a frio e recozimento. O recozimento (amolecimento total) é alcançado ao aquecer na faixa onde ocorre a recristalização, tipicamente entre 300–415 °C dependendo do tempo e do trabalho a frio prévio, seguido de resfriamento lento; isso restaura a ductilidade mas reduz a resistência.

O encruamento por laminação a frio, trefilação ou dobramento aumenta o limite de escoamento e resistência à tração pela elevação da densidade de discordâncias; o grau de fortalecimento alcançado está correlacionado à quantidade de deformação plástica. Revenimentos de estabilização ou recozimento parcial (ex.: H24) são obtidos por processos térmicos controlados que aliviam algumas tensões residuais sem amolecer totalmente o material.

Desempenho em Altas Temperaturas

Temperaturas elevadas aceleram os processos de recuperação e recristalização no 5754, resultando em perda mensurável do limite de escoamento e resistência à tração em temperaturas relativamente modestas. Serviço contínuo acima de ~100 °C reduz progressivamente a resistência ao escoamento, e exposições acima de ~150–200 °C causam amolecimento significativo e alterações microestruturais que prejudicam o desempenho mecânico.

A oxidação em temperaturas atmosféricas típicas é mínima devido à camada protetora de óxido de alumínio, mas exposições prolongadas em alta temperatura aumentam a formação de escamas e podem alterar a química superficial importante para revestimentos e adesões. Em regiões soldadas ou afetadas pelo calor, ciclos térmicos podem causar amolecimento localizado e crescimento de grãos; o projeto deve limitar exposições prolongadas a altas temperaturas ou aplicar estabilização térmica pós-soldagem quando viável.

Aplicações

Indústria	Componente Exemplo	Por que o 5754 é Usado
Automotiva	Painéis de carroceria, estruturas internas	Equilíbrio de conformabilidade, resistência e resistência à corrosão para peças visíveis e estruturais
Marítima	Convés, acessórios do casco, chapas estruturais	Superior resistência à corrosão por cloretos e soldabilidade para uso em água salgada
Aeroespacial	Fixadores secundários, painéis internos	Boa relação resistência/peso e resistência à fadiga para estruturas não primárias
Eletrônica	Dispersores de calor, invólucros	Combinação de condutividade térmica, resistência à corrosão e conformabilidade
Vasos de Pressão	Tanques e tubulações de baixa pressão	Resistência à corrosão e facilidade de fabricação para recipientes leves

O 5754 é frequentemente especificado quando se deseja uma combinação de resistência isotrópica da chapa, robusta resistência à corrosão e fabricação econômica. Sua capacidade de ser soldado com consumíveis comuns Al-Mg e de tolerar ambientes marinhos o torna uma escolha preferida para uma ampla variedade de componentes estruturais e de revestimento.

Considerações para Seleção

5754 é uma escolha prática quando os projetistas exigem resistência superior ao alumínio comercialmente puro (1100), mantendo boa conformabilidade e resistência à corrosão. Em comparação com o 1100, o 5754 sacrifica alguma condutividade elétrica e térmica, mas ganha resistência significativa ao escoamento e tração para usos estruturais.

Em relação a ligas work-hardened comuns como 3003 e 5052, 5754 normalmente apresenta maior resistência e oferece resistência à corrosão por cloretos igual ou melhor; é escolhido quando se precisa de uma chapa mais forte sem migrar para sistemas suscetíveis a tratamento térmico. Comparado a ligas tratáveis termicamente como 6061, o 5754 não atinge resistências máximas tão elevadas, mas é preferido para soldagem extensiva e aplicações que requerem resistência sustentada à corrosão ou melhor ductilidade; evita distorções e sensibilidade térmica associadas a tratamentos de solução e envelhecimento.

Selecione 5754 quando o projeto exigir um equilíbrio entre resistência, conformabilidade e durabilidade marítima, bem como para operações frequentes de soldagem e conformação a frio; verifique influência do revenimento e da espessura em relação à fadiga do componente e aos requisitos de conformação.

Resumo Final

O 5754 permanece uma liga Al-Mg amplamente utilizada porque combina resistência por solução sólida, resistência à corrosão confiável e excelentes características de fabricação em forma forjada custo-efetiva. Sua natureza não tratável termicamente simplifica a fabricação e o torna particularmente adequado para aplicações soldadas, conformadas a frio e marítimas onde durabilidade de longo prazo e desempenho mecânico previsível são essenciais.